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1、机械机械基础基础综合设计综合设计第一部分第一部分 课程设计概述课程设计概述第三部分第三部分 传动装置的传动装置的设计设计第二部分第二部分 执行机构及总体执行机构及总体设计设计机械机械机械机械基础基础基础基础综合设计综合设计综合设计综合设计第一部分第一部分 课程设计概述课程设计概述1 1、培养学生综合运用所学知识解决工程实际问题的能力，并通过、培养学生综合运用所学知识解决工程实际问题的能力，并通过实际设计训练使所学理论知识得以巩固和提高。实际设计训练使所学理论知识得以巩固和提高。2 2、学习和掌握一般机械设计的基本方法和程序，树立正确的工程、学习和掌握一般机械设计的基本方法和程序，树立正确的工程
2、设计思想，培养独立设计能力，为后续课的学习和实际工作打基础。设计思想，培养独立设计能力，为后续课的学习和实际工作打基础。3 3、进行机械设计基本技能的训练，包括设计计算、绘图、查阅和、进行机械设计基本技能的训练，包括设计计算、绘图、查阅和使用标准规范、手册、图册等相关技术资料等。使用标准规范、手册、图册等相关技术资料等。一、设计目的一、设计目的题目一题目一压床的设计与分析压床的设计与分析二、设计题目二、设计题目电动机经带传动，带动二级圆柱齿轮减速器，然后带动曲柄电动机经带传动，带动二级圆柱齿轮减速器，然后带动曲柄1转转动，再经六杆机构（执行机构）使滑块动，再经六杆机构（执行机构）使滑块5上下往
3、复运动，实现冲压。上下往复运动，实现冲压。在曲柄轴在曲柄轴A上装有飞轮（未画出）。在曲柄轴的另一端装有油泵凸上装有飞轮（未画出）。在曲柄轴的另一端装有油泵凸轮，驱动油泵向连杆机构的各运动副供油。轮，驱动油泵向连杆机构的各运动副供油。设计设计数据表数据表1连杆机构的设计及运动分析h1(mm)50607052504847464945h2(mm)14017020080856872768266h3(mm)220200310110112115118120122125=60，=120，=0.5，=0.25H(mm)150180210190160165170175180185n1(r/min)1009012
4、095110115105125120110力分析及飞轮转动惯量的确定工作阻力 (N)40007000110005000550060006500700075008000BC杆质量 (kg)60608270728476787682DE杆质量(kg)40404240424446484642滑块质量 (kg)30558030506045556550曲柄AB转动惯量(kgm2)0.820.641.350.80.71.00.90.780.750.85BC转动惯量 0.180.200.300.250.350.180.200.300.250.35不均匀系数 0.10.110.120.10.110.120.10
5、.110.120.09凸轮机构设计参数从动件行程 17181916151718191615许用压力角 30323435303234353032推程运动角 55606560556065607060远休止角 25303525303525303530回程运动角 85807585807585807574推程运动规律余弦等加等减正弦余弦等加等减正弦余弦等加等减正弦正弦回程运动规律正弦余弦等加等减正弦余弦等加等减正弦余弦等加等减正弦注：构件2、3的质心均在各杆的中点处，滑块5的质心在滑块的中心，曲柄AB的质心在A点，不计其余构件的质量及转动惯量。题目二题目二插床的设计分析插床的设计分析电动机电动机带传动带
6、传动滚动轴承滚动轴承联轴器联轴器凸轮机构凸轮机构执行杆机构执行杆机构偏心轮偏心轮插床是用插刀加工插床是用插刀加工工件表面工件表面的机床。常用于加工的机床。常用于加工键槽键槽，加工时，加工时，插刀往复运动为插刀往复运动为主运动主运动，工件的间歇移动或间歇转动为，工件的间歇移动或间歇转动为进给运动进给运动，直直线线运动运动(纵、横向纵、横向)和和圆周圆周运动的工作台不允许三项同时进行。本设计运动的工作台不允许三项同时进行。本设计的原动机采用一台电动机，执行机构包括插削机构及进给机构。的原动机采用一台电动机，执行机构包括插削机构及进给机构。题题号号123456789杆机构参数插削次数/min5049
7、50525048474649插刀行程H(mm)100115120125130135140136128曲柄lO2A(mm)657075808568727682行程速比系数K1.61.71.81.92.02.01.71.81.9机构动态静力分析最大切削力Fmax(N)85009600108009000101009200820098008800力臂d(mm)100105108110112115118120122滑块6质量m6(kg)405060605060455565导杆质量m4(kg)202022202224262826导杆4质心转动惯量Js4(kg m2)1.11.11.21.21.21.31.
8、21.11.2注：滑块质心在C点，导杆质心位于AO1范围内，与摆动中心间的距离 mm，其余构件的质量和转动惯量忽略不计，不计摩擦。从电动机到曲柄轴传动系统的等效转动惯量(设曲柄为等效构件)为18kgm2。凸轮机构参数从动件最大摆角 max202020202020202020从动件杆长(mm)125135130122123124126128130许用压力角 384245434441404245设计数据设计数据内容设计天数一、一、执执行机构的行机构的设计设计1.平面连杆机构的设计、运动分析、力分析平面连杆机构的设计、运动分析、力分析2.执行机构的其他运动方案设计及分析执行机构的其他运动方案设计及分
9、析3.飞轮的设计，确定电动机的功率飞轮的设计，确定电动机的功率4.凸轮机构的设计凸轮机构的设计7天二、二、选择电动选择电动机型号，分配机型号，分配传动传动比比三、三、传动传动装置的装置的设计设计1.带传动的设计计算带传动的设计计算2.齿轮传动的设计计算齿轮传动的设计计算2天四、减速器的四、减速器的设计设计1.轴的结构设计，轴、轴承、键的验算轴的结构设计，轴、轴承、键的验算2.减速器装配图减速器装配图0#一张一张3.箱体或箱盖零件图箱体或箱盖零件图1#一张一张轴、齿轮或皮带轮零件图任选两张轴、齿轮或皮带轮零件图任选两张2天6天3天五、五、编编写写设计说设计说明明书书1.5天六、答六、答辩辩0.5
10、天三、设计内容及大概时间安排三、设计内容及大概时间安排四、设计注意事项及成绩评定四、设计注意事项及成绩评定设计成绩设计成绩分为：优秀、良好、中等、及格、不及格分为：优秀、良好、中等、及格、不及格成绩评定主要依据成绩评定主要依据：图纸、答辩、平时、说明书：图纸、答辩、平时、说明书注意事项：注意事项：正确利用现有设计资料，勤于思考，敢于创新正确利用现有设计资料，勤于思考，敢于创新正确使用标准和规范正确使用标准和规范设计是边计算、边画图、边修改的交叉过程，要养成有设计是边计算、边画图、边修改的交叉过程，要养成有错必改，精益求精的科学态度。错必改，精益求精的科学态度。第二部分第二部分第二部分第二部分
11、执行机构及总体参数确定部分执行机构及总体参数确定部分执行机构及总体参数确定部分执行机构及总体参数确定部分 设计讲解设计讲解设计讲解设计讲解（题目一）（题目一）（题目一）（题目一）一、平面连杆机构的设计一、平面连杆机构的设计已已知知：滑滑块块行行程程H，构构件件3的的上上、下下极极限限角角3、3，比比值值、，尺尺寸寸h1、h2、h3，曲曲柄柄转转速速n1。要求：要求：要求：要求：设计设计设计设计各构件的运各构件的运各构件的运各构件的运动动动动尺寸尺寸尺寸尺寸二、平面连杆机构的运动分析及力分析二、平面连杆机构的运动分析及力分析要要要要求求求求：按按按按给给给给定定定定位位位位置置置置作作作作机机机
12、机构构构构的的的的速速速速度度度度和和和和加加加加速度多边形速度多边形速度多边形速度多边形。给定位置给定位置给定位置给定位置：绘绘制制滑滑块块的的运运动动线线图图（s，v，a 画在一个坐标系中）画在一个坐标系中）=60时的速度多边形=60时的加速度多边形=60时的力多边形确定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩确定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩确定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩确定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩MbMb数据汇总数据汇总绘制阻力图绘制阻力图Mr (坐标纸上）第二部分第二部分第二部分第二部分 执行机构及总体参数确定部分执行机构及总体参数确定部分执行机构及总体参数确定部分执行机构及总体参数
13、确定部分 设计讲解设计讲解设计讲解设计讲解（题目二）（题目二）（题目二）（题目二）一、执行平面连杆机构的设计一、执行平面连杆机构的设计已知：滑已知：滑块块行程行程H，曲柄长曲柄长，曲柄转速曲柄转速n1。要求：要求：要求：要求：设计设计设计设计各构件的运各构件的运各构件的运各构件的运动动动动尺寸尺寸尺寸尺寸1）机架杆长O1O2：根据K值计算极位夹角，导杆的摆角，曲柄与导杆垂直时的极限位置，确定机架杆长O1O2的大小：2）确定摆杆长BO1：根据三角形为等腰三角形，且上下两极限位置对称，形成平行四边形，则其底边长即为行程H，确定摆杆长BO1：再确定连杆长为(0.50.6)摆杆长。3）滑块机构的偏距e
14、：设BO1与水平线间的夹角为，确定传动角最值与机构的几何尺寸关系表达式，反算偏距e的值。平面连杆机构平面连杆机构设计过程简介设计过程简介二、平面连杆机构的运动分析及力分析的图解法二、平面连杆机构的运动分析及力分析的图解法要求：按给定位置作机构的速度和加速度多边形要求：按给定位置作机构的速度和加速度多边形要求：按给定位置作机构的速度和加速度多边形要求：按给定位置作机构的速度和加速度多边形。曲柄曲柄曲柄曲柄给定位置给定位置给定位置给定位置：从滑块对应的下极限位置起。：从滑块对应的下极限位置起。：从滑块对应的下极限位置起。：从滑块对应的下极限位置起。运动分析、力分析运动分析、力分析格式范例：格式范例
15、：1）组成移动副的两构件重合点间的速度、加速度关系组成移动副的两构件重合点间的速度、加速度关系2）影像定理确定）影像定理确定B点的运动参数点的运动参数3）同一构件两点间的运动关系）同一构件两点间的运动关系注注意意：也也可可采采用用解解析析法法（用用matlab编编程程实实现现）平平面面连连杆杆机机构的运动分析及力分析。构的运动分析及力分析。绘绘制制滑滑块块的的运运动动线线图图（s，v，a 画在一个坐标系中）画在一个坐标系中）=60时的速度多边形=60时的加速度多边形=60时的力多边形确定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩确定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩确定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩确定各指定
16、位置加于曲柄上的平衡力矩MbMb滑块数据滑块数据汇总汇总绘制阻力图绘制阻力图Mr (坐标纸上）=60时的位置图4）静力分析（依次分析不计摩擦和惯性力时，每个构件的力系）静力分析（依次分析不计摩擦和惯性力时，每个构件的力系）如：连杆为二力构件，曲柄为力偶系，导杆和滑块为三力汇交力系如：连杆为二力构件，曲柄为力偶系，导杆和滑块为三力汇交力系滑块受力图及求解滑块受力图及求解导杆为导杆为三力汇交力系（根据已知力，确定汇交点，力的方向三力汇交力系（根据已知力，确定汇交点，力的方向过交点和铰链的中心）过交点和铰链的中心）曲柄曲柄为力偶系为力偶系三、执行机构其他运动方案的设计三、执行机构其他运动方案的设计根
17、据执行机构具有急回运动、原动为转动、执行构件为往复根据执行机构具有急回运动、原动为转动、执行构件为往复移动等要求，另外移动等要求，另外设计两种其他运动方案设计两种其他运动方案，运动简图，并分析比，运动简图，并分析比较。较。如：可设计为 双曲柄机构与曲柄滑块的组合机构四、飞轮设计四、飞轮设计四、飞轮设计四、飞轮设计已知：机器运转的许用速度不均匀系数已知：机器运转的许用速度不均匀系数已知：机器运转的许用速度不均匀系数已知：机器运转的许用速度不均匀系数，力分析所得平，力分析所得平，力分析所得平，力分析所得平衡力衡力衡力衡力MMb b，驱动力矩，驱动力矩，驱动力矩，驱动力矩MMd d为常数，飞轮安装在
18、曲柄轴为常数，飞轮安装在曲柄轴为常数，飞轮安装在曲柄轴为常数，飞轮安装在曲柄轴A A上。上。上。上。要求：确定飞轮的转动惯量要求：确定飞轮的转动惯量要求：确定飞轮的转动惯量要求：确定飞轮的转动惯量J JF F 求盈亏功画能量指示图求驱动力矩，并画在图上求飞轮转动惯量五、凸轮机构设计五、凸轮机构设计五、凸轮机构设计五、凸轮机构设计已知：从动件行程已知：从动件行程h，偏距，偏距e，许用压力角，许用压力角，推程运动角，推程运动角，远休止角，远休止角，回程运动角，回程运动角要求：要求：1）按许用压力角）按许用压力角确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径rr；2）绘制凸
19、轮廓线。）绘制凸轮廓线。，从动件运动规律见表，从动件运动规律见表1，凸轮与曲柄共轴。凸轮与曲柄共轴。提示：提示：根据根据来计算基圆半径。用来计算基圆半径。用计算机算计算机算计算机算计算机算比较方便，也可借助比较方便，也可借助诺模图诺模图诺模图诺模图确定。确定。六、电动机选型设计六、电动机选型设计六、电动机选型设计六、电动机选型设计类型选择类型选择电动机容量的确定电动机容量的确定无特殊需要，选用无特殊需要，选用Y系列系列三相交流异步电动机三相交流异步电动机所选电动机的额定功率所选电动机的额定功率P Peded应等于或稍大于应等于或稍大于电动机的实际输出功率电动机的实际输出功率P Pd d即即电动
20、机的实际输出功率电动机的实际输出功率若容量过小，不能保证工作机正常工作，电机过早损坏；若容量过大，成本增加，造成若容量过小，不能保证工作机正常工作，电机过早损坏；若容量过大，成本增加，造成浪费。浪费。总效率0.95转速的选择转速的选择电动机的型号确定电动机的型号确定常用同步转速有：常用同步转速有：3000、1500、1000、750r/min电动机的可选转速范围电动机的可选转速范围同步转速低的电动机，级对数多，同步转速低的电动机，级对数多，尺寸大，重量大，成本高，但总传尺寸大，重量大，成本高，但总传动比小；同步转速高则正好相反。动比小；同步转速高则正好相反。根据容量和转速范围，从表根据容量和转
21、速范围，从表19-119-1中查出适用的电动机型号。中查出适用的电动机型号。并记录下电动机的并记录下电动机的额定功率额定功率P Peded，满载转速满载转速n nm m，外形尺寸，外形尺寸，中心高中心高，伸出端直径等主要参数和安装尺寸。伸出端直径等主要参数和安装尺寸。n曲柄转速，已知曲柄转速，已知各效率查表各效率查表12-812-8确定确定七、传动比的分配七、传动比的分配七、传动比的分配七、传动比的分配总传动比总传动比分配传动比时应注意以下几点：分配传动比时应注意以下几点：1 1）各级）各级传动比传动比都应在合理范围内都应在合理范围内 2 2）应应注注意意使使各各传传动动件件尺尺寸寸协协调调，
22、结结构构匀匀称称，避避免免发发生生相相互互干涉干涉。3 3）对于多级减速传动，可按照）对于多级减速传动，可按照“前小后大前小后大”（即（即由高速级向低由高速级向低速级逐渐增大速级逐渐增大）的原则分配传动比，且）的原则分配传动比，且相邻两级差相邻两级差值不要过大。值不要过大。大带轮碰地面高速级高速级大齿轮大齿轮碰低速轴碰低速轴4 4）在在采采用用浸浸油油润润滑滑时时，分分配配传传动动比比时时要要考考虑虑传传动动件件的的浸浸油油条条件件。（油面高度低于大齿轮半径的三分之一）（油面高度低于大齿轮半径的三分之一）q展展开开式式或或分分流流式式二二级级圆圆柱柱齿齿轮轮减减速速器器，其其高高速速级级传传动
23、动比比i1和和低低速速级传动比级传动比i2的关系的关系通常取：通常取：q分分配配圆圆锥锥圆圆柱柱齿齿轮轮减减速速器器的的传传动动比比时时，通通常常取取锥锥齿齿轮轮传传动动比比i13。q两级同轴式圆柱齿轮减速器，两级传动比可取为两级同轴式圆柱齿轮减速器，两级传动比可取为5 5）尽量使传动装置外廓尺寸紧凑，或重量最小）尽量使传动装置外廓尺寸紧凑，或重量最小 。八、运动和动力参数的计算八、运动和动力参数的计算八、运动和动力参数的计算八、运动和动力参数的计算1.1.计算各轴转速计算各轴转速2.2.计算各轴输入功率计算各轴输入功率 3.3.计算各轴输入转矩计算各轴输入转矩将上述计算数据列成表将上述计算数
24、据列成表2-32-3九、传动件的设计计算（带传动、齿轮传动）九、传动件的设计计算（带传动、齿轮传动）九、传动件的设计计算（带传动、齿轮传动）九、传动件的设计计算（带传动、齿轮传动）1.1.带传动带传动已知已知：带传动的输入功率，小带轮的转速，传动比：带传动的输入功率，小带轮的转速，传动比i i带带设计设计：带的型号、根数：带的型号、根数Z Z、基准长度、基准长度L Ld d，带轮基准直径，带轮基准直径d dd d，压轴力，压轴力F FQ Q，带传动的中心距，带传动的中心距a a等。等。取系列值取系列值q 检查带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互检查带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。关系。如如装
25、在电机轴上的装在电机轴上的小带轮直径小带轮直径与与电机中心高电机中心高是否适宜，其轴孔是否适宜，其轴孔直径与电机轴径是否一致，直径与电机轴径是否一致，大带轮大带轮是否过大是否过大与与底板（减速器中底板（减速器中心高）心高）相碰相碰等等 。根据情况，选择直齿轮或斜齿轮传动，软齿面或硬齿面。根据情况，选择直齿轮或斜齿轮传动，软齿面或硬齿面。设计设计确定确定：模数：模数m，中心距，中心距a，齿数，齿数z，分度圆直径，分度圆直径d，齿顶圆直径齿顶圆直径da，齿根圆直径齿根圆直径df,齿宽齿宽b，精度等级，螺旋角，精度等级，螺旋角，结构形式，结构形式。2.2.齿轮传动齿轮传动（1 1）软齿面与硬齿面齿轮
26、传动的设计程序不同）软齿面与硬齿面齿轮传动的设计程序不同注意：注意：对闭式软齿面齿轮传动对闭式软齿面齿轮传动(配对齿轮之一的硬度配对齿轮之一的硬度350HBS),最常出现：齿面疲劳点蚀先按齿面接触强度进行设计，然后校核齿根弯曲强度先按齿面接触强度进行设计，然后校核齿根弯曲强度对闭式硬齿面齿轮传动（配对齿轮的硬度均对闭式硬齿面齿轮传动（配对齿轮的硬度均350HBS），），最常出现：轮齿折断先按齿根弯曲强度进行设计，然后校核齿面接触强度先按齿根弯曲强度进行设计，然后校核齿面接触强度齿宽齿宽b取整，取整，b1=b2+(510)mm；直径直径d 、da 、df ，螺旋角，螺旋角 应为精确值应为精确值（
27、2 2）数据处理）数据处理模数模数m标准系列值，不小于标准系列值，不小于1.5mm；中心距中心距a0或或5结尾的整数结尾的整数对于直齿轮，对于直齿轮，a应严格等于应严格等于对于斜齿轮，对于斜齿轮，a应严格等于应严格等于十、最小轴径的估算十、最小轴径的估算十、最小轴径的估算十、最小轴径的估算2）当此轴段上有）当此轴段上有键槽键槽时，将时，将d 按单、双键分别加大按单、双键分别加大4%或或7%后，取后，取整数。整数。1）C由轴的许用扭切应力所确定的系数，与材料有关，查表确定。由轴的许用扭切应力所确定的系数，与材料有关，查表确定。注意：若为注意：若为齿轮轴齿轮轴（上图（上图)，轴的材料即为齿轮的材料
28、。，轴的材料即为齿轮的材料。说明：说明：若最小轴径处装若最小轴径处装联轴器联轴器，最小轴径应与联轴器的孔径匹配。，最小轴径应与联轴器的孔径匹配。固定式联轴器固定式联轴器可移式联轴器可移式联轴器（要求被联接（要求被联接两轴轴线严格两轴轴线严格对中）对中）（可补偿被联接两（可补偿被联接两轴的相对位移）轴的相对位移）刚性可移式联轴器弹性可移式联轴器（无弹性元件）（无弹性元件）（有弹性元件）（有弹性元件）齿式联轴器 凸缘联轴器 套筒联轴器 十字滑块联轴器 万向联轴器 弹性套柱销联轴器 弹性柱销联轴器 轮胎式联轴器.十一、联轴器的选择十一、联轴器的选择十一、联轴器的选择十一、联轴器的选择联轴器的选择包括
29、联轴器类型和型号的合理选择。联轴器的选择包括联轴器类型和型号的合理选择。（一）、联轴器的类型（一）、联轴器的类型（一）、联轴器的类型（一）、联轴器的类型对中小型减速器，输入轴、输出轴均可采用对中小型减速器，输入轴、输出轴均可采用弹性套柱销联弹性套柱销联轴器轴器(TL)或或弹性柱销联弹性柱销联轴器轴器(HL)按计算转矩并兼顾所联接两轴的尺寸选定。要求所按计算转矩并兼顾所联接两轴的尺寸选定。要求所选联轴器允许的最大转矩不小于计算转矩，联轴器轴孔直选联轴器允许的最大转矩不小于计算转矩，联轴器轴孔直径应与被联接两轴的直径匹配。径应与被联接两轴的直径匹配。即 TcKAT T联轴器的极限转速工作转速且保证
30、且保证(二二)、联轴器型号的确定联轴器型号的确定联轴器型号的确定联轴器型号的确定式中：式中：T联轴器传递的名义转矩联轴器传递的名义转矩KA工作情况系数，查表工作情况系数，查表T联轴器许用转矩，查标准联轴器许用转矩，查标准第三部分第三部分 减速器的结构减速器的结构油标尺油标尺箱座箱座视孔盖视孔盖通气器通气器箱盖箱盖放油塞放油塞轴承盖轴承盖定位销定位销低速轴系低速轴系高速轴系高速轴系中间轴系中间轴系一级减速器一级减速器1.1.确定箱体的结构确定箱体的结构整体式或剖分式整体式或剖分式铸造或焊接铸造或焊接2.2.确定轴承的润滑方式确定轴承的润滑方式当齿轮的圆周速度当齿轮的圆周速度v 2m/s时，轴承采
31、用时，轴承采用脂润滑脂润滑。轴承端面。轴承端面与箱体内壁的距离为与箱体内壁的距离为812mm，此时要设有封油盘。，此时要设有封油盘。当齿轮的圆周速度当齿轮的圆周速度v2m/s时，轴承采用时，轴承采用油润滑。轴承油润滑。轴承端面与箱体内壁的距离为端面与箱体内壁的距离为23mm。23m/s时，不必开设油沟时，不必开设油沟3.3.确定轴承端盖的形式确定轴承端盖的形式凸缘式或嵌入式凸缘式或嵌入式（P39-40）除了原始数据和上述的计算数据外，轴的结构设计前还必须确除了原始数据和上述的计算数据外，轴的结构设计前还必须确定以下内容：定以下内容：一、一、轴的结构设计（草图的设计）轴的结构设计（草图的设计）图
32、例（A）凸缘式轴承盖）凸缘式轴承盖（B）嵌入式轴承盖）嵌入式轴承盖轴承盖结构轴承盖结构4.4.减速器结构尺寸的确定减速器结构尺寸的确定绘制减速器绘制减速器装配图前，必装配图前，必须确定减速器须确定减速器的基本机体结的基本机体结构尺寸，计算构尺寸，计算出出表表4-1的所有的所有尺寸，并理解尺寸，并理解其含义。其含义。下面以铸造剖下面以铸造剖分式箱体、脂润滑分式箱体、脂润滑轴承、凸缘式轴承轴承、凸缘式轴承端盖的二级展开式端盖的二级展开式圆柱齿轮减速器为圆柱齿轮减速器为例，说明输出轴的例，说明输出轴的结构设计过程。结构设计过程。1.1.先画高速级齿轮先画高速级齿轮2.2.两个大齿轮端面相距两个大齿轮
33、端面相距 3 3，画低速级齿轮画低速级齿轮3.3.画箱体内壁：小齿轮端面与内壁相距画箱体内壁：小齿轮端面与内壁相距 2 2 ，大齿轮顶圆与内壁相距，大齿轮顶圆与内壁相距 1 1，左侧暂不画左侧暂不画4.4.画轴承端面位置：若为脂润滑，轴承端面与箱体内壁的距离为画轴承端面位置：若为脂润滑，轴承端面与箱体内壁的距离为8 812mm12mm5.5.明确轴上主要零件的布置及定位方法，依据初估轴径，考虑定位轴肩和非定位轴肩明确轴上主要零件的布置及定位方法，依据初估轴径，考虑定位轴肩和非定位轴肩逐一确定各轴段直径逐一确定各轴段直径二级减速器俯视图画图过程LB轴段直径：轴段直径：从联轴器从联轴器d d1 1
34、处开始，处开始，轴段长度：轴段长度：轴径确定后，初定轴承型号，轴径确定后，初定轴承型号，从而查得轴承宽度从而查得轴承宽度B B一级减速器低速轴一级减速器低速轴一级减速器低速轴一级减速器低速轴1.按中心距先画按中心距先画轴线、齿轮、内轴线、齿轮、内壁、轴承的端面、壁、轴承的端面、轴承的位置轴承的位置2.先画箱内，后先画箱内，后画箱外画箱外3.先粗画，后细先粗画，后细画画4.一般先画俯视一般先画俯视图，再画主视图，图，再画主视图，最后画侧视图。最后画侧视图。5.布图上下左右布图上下左右要适当匀称。要适当匀称。注意事项注意事项 齿轮齿轮轮毂的长度轮毂的长度应满足应满足l=（1.21.5)d，至少，至
35、少l=d，d装齿轮处轴的直径装齿轮处轴的直径 当齿宽系数取值较小时，尤其是当齿宽系数取值较小时，尤其是硬齿面硬齿面，会导致，会导致齿宽齿宽b b较较小小，键的强度不足，键的强度不足，可能会出现齿轮轮毂长度可能会出现齿轮轮毂长度l小于所在轴直径小于所在轴直径d d，此，此时应时应加长轮毂加长轮毂至满足上述要求。至满足上述要求。此时箱体此时箱体内壁应加宽内壁应加宽。注意：注意：轴承盖轴承盖的尺寸也是的尺寸也是确定凸台高确定凸台高的关键因素。不能太的关键因素。不能太大或太小。大或太小。定位轴肩高和非定位轴肩高的取法定位轴肩高和非定位轴肩高的取法。1.1.键的选择及校核键的选择及校核 轴的结构设计完成
36、后，根据键所在的轴径查标准确定键的截轴的结构设计完成后，根据键所在的轴径查标准确定键的截面尺寸面尺寸b b、h h。兼顾轮毂长度确定标准键长。兼顾轮毂长度确定标准键长L L。验算验算键的挤压键的挤压强度。若强度不足，可采用相隔强度。若强度不足，可采用相隔180180 的的双键，双键，但按但按1 1.5 5个键计算个键计算。2.2.轴承的寿命计算轴承的寿命计算 类型的选择：若轴上的齿轮为斜齿轮，最好选用类型的选择：若轴上的齿轮为斜齿轮，最好选用7 7类或类或3 3类轴承，类轴承，以便承受较大的轴向载荷；若为直齿轮，优先选用以便承受较大的轴向载荷；若为直齿轮，优先选用6 6类轴承。类轴承。型号的确
37、定：可从中系列初选。如轴颈直径型号的确定：可从中系列初选。如轴颈直径d d=40mm,=40mm,若选深沟若选深沟球轴承，则可初选球轴承，则可初选63086308。求得各轴承所受的当量动载荷求得各轴承所受的当量动载荷P P，从而计算轴承寿命，从而计算轴承寿命L Lh h,满足满足二、校核计算二、校核计算一般以大修期计算 轴的结构设计初步完成后，可精确确定：轴的支点位置及轴轴的结构设计初步完成后，可精确确定：轴的支点位置及轴上所受载荷的大小、方向和作用点。轴的强度校核一般遵循下列上所受载荷的大小、方向和作用点。轴的强度校核一般遵循下列步骤：步骤：画出轴的空间受力简图画出轴的空间受力简图作出水平面
38、的受力图和弯矩作出水平面的受力图和弯矩MH图图作出垂直面的受力图和弯矩作出垂直面的受力图和弯矩MV图图作出转矩作出转矩T T 图图 确定危险截面，进行校核计算确定危险截面，进行校核计算作出合成弯矩作出合成弯矩M 图图 （）3.3.轴的强度校核轴的强度校核 一般用途的轴，可按一般用途的轴，可按当量弯矩法当量弯矩法进行强度校核进行强度校核 ；对重要轴，；对重要轴，对轴进行对轴进行疲劳强度安全系数疲劳强度安全系数校核。校核。每个同学只验算一根轴及该轴上的键和轴承每个同学只验算一根轴及该轴上的键和轴承每个同学只验算一根轴及该轴上的键和轴承每个同学只验算一根轴及该轴上的键和轴承 精确确定：轴的支点位置及
39、轴上所受载精确确定：轴的支点位置及轴上所受载荷的大小、方向和作用点。荷的大小、方向和作用点。轴的强度校核一般遵循下列步骤：轴的强度校核一般遵循下列步骤：（1 1）画出轴的空间受力简图）画出轴的空间受力简图（2 2）作出水平面的受力图、弯矩）作出水平面的受力图、弯矩MH图图（3 3）作出垂直面的受力图和弯矩）作出垂直面的受力图和弯矩MV图图（5 5）作出转矩）作出转矩 T 图图 （7 7）确定危险截面，进行校核计算）确定危险截面，进行校核计算（4 4）作出合成弯矩）作出合成弯矩M 图图3.3.3.3.轴的强度校核轴的强度校核轴的强度校核轴的强度校核 转轴，可按转轴，可按当量弯矩法当量弯矩法进行强
40、度校核；进行强度校核；对重要轴，进行对重要轴，进行疲劳强度安全系数疲劳强度安全系数校核校核。（6 6）作出当量弯矩）作出当量弯矩Me 图图减速器附件设计减速器附件设计油标尺油标尺作用：测量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置作用：测量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置设计时要防止拔不出油标或油外溢。设计时要防止拔不出油标或油外溢。放油塞放油塞作用：更换润滑油的出口，设计在箱体底座最低位置处。作用：更换润滑油的出口，设计在箱体底座最低位置处。减速器箱体结构减速器箱体结构减速器箱体结构减速器箱体结构蜗杆轴承孔蜗杆轴承孔(凸台孔凸台孔)油标座油标座油塞孔油塞孔(凹坑孔凹坑孔)窥视孔窥视
41、孔(凸台孔凸台孔)起吊装置起吊装置蜗轮轴承孔蜗轮轴承孔(凸台孔凸台孔)定位销定位销于箱体对角线方于箱体对角线方向布置，不能干涉，通向布置，不能干涉，通常选择圆锥销，直径为常选择圆锥销，直径为连接螺栓的连接螺栓的0.70.80.70.8倍。倍。长度大于两箱体凸缘厚长度大于两箱体凸缘厚度之和。度之和。窥视孔盖窥视孔盖于箱体上盖上，于箱体上盖上，便于观察传动件的啮合传便于观察传动件的啮合传动情况。与箱体间有垫片。动情况。与箱体间有垫片。采用铸铁或钢板材质。图采用铸铁或钢板材质。图中中通气器通气器起到防尘和透气起到防尘和透气的作用。的作用。2.2.窥视孔窥视孔1.1.定位销定位销吊耳吊耳用于起重用于起
42、重运输运输,简单实简单实用用.结构及尺结构及尺寸如图所示。寸如图所示。a a）、）、b)b)为箱为箱盖上的吊耳，盖上的吊耳，c c）为箱座上）为箱座上的吊耳。的吊耳。3.3.吊装结构吊装结构不合理结构不合理结构合理结构合理结构5.5.启盖螺钉启盖螺钉启盖螺钉启盖螺钉位于箱位于箱盖或箱座上，不盖或箱座上，不能打通。便于拆能打通。便于拆卸箱体。卸箱体。4.4.放油塞放油塞 设计中油池的最低处，或低于油池底。设计中油池的最低处，或低于油池底。合理结构合理结构不合理结构不合理结构油标尺油标尺用于测量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。用于测量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置设计时要防止拔不
43、出油标位置设计时要防止拔不出油标(a)或油外溢。或油外溢。6.6.油标尺油标尺8.封油盘和油沟结构封油盘和油沟结构（A）轴承为脂润滑）轴承为脂润滑封油盘的位置与画法封油盘的位置与画法（A）轴承为脂润滑）轴承为脂润滑封油盘的位置与画法封油盘的位置与画法（A）轴承为脂润滑）轴承为脂润滑a）正确）正确b）错误）错误封油盘的位置与画法封油盘的位置与画法通气器通气器具有相互垂直，通向外面的孔，使内外气压平衡。其结构和几何具有相互垂直，通向外面的孔，使内外气压平衡。其结构和几何尺寸如图所示。尺寸如图所示。9.通气器通气器箱体凸缘宽度箱体凸缘宽度箱体凸台高度箱体凸台高度箱体外廓形状箱体外廓形状箱体结构设计箱
44、体结构设计油池油面高度油池油面高度3050，以保证足够的油量。，以保证足够的油量。中心高确定：中心高确定：中间轴大齿轮齿顶圆半径中间轴大齿轮齿顶圆半径+（3050）+58减速器的中心高减速器的中心高箱体底座形状箱体底座形状三、图面布置三、图面布置 绘制装配图时，首先必须考虑图面布置问题，其布置形式绘制装配图时，首先必须考虑图面布置问题，其布置形式如下：如下：四、四、装配图其他工作要求装配图其他工作要求装配图底图完成后，应进行尺寸标注，技术要求、减速器特性、装配图底图完成后，应进行尺寸标注，技术要求、减速器特性、零部件编号及零件明细表和标题栏的填写，检查无误后加深，完成零部件编号及零件明细表和标
45、题栏的填写，检查无误后加深，完成装配图。装配图。尺寸标注尺寸标注：装配图上只标注以下四类尺寸：装配图上只标注以下四类尺寸（68）技术特性技术特性：在装配图上以表格形式列出在装配图上以表格形式列出技术要求技术要求：（1）输入功率和转速（）输入功率和转速（2）传动效率（）传动效率（3）总传动比及各级传动比）总传动比及各级传动比等。等。（1）特性尺寸特性尺寸。指减速器的中心距及偏差。指减速器的中心距及偏差。（2）配合尺寸配合尺寸。如齿轮、带轮、联轴器和轴的配合，轴承和轴、。如齿轮、带轮、联轴器和轴的配合，轴承和轴、轴承座的配合等。轴承座的配合等。写明在视图上无法表示的关于装配、调整、检验、维护等方写
46、明在视图上无法表示的关于装配、调整、检验、维护等方面的技术说明。面的技术说明。（3）安装尺寸安装尺寸。如底板尺寸、中心高、地脚螺栓孔及位置等。如底板尺寸、中心高、地脚螺栓孔及位置等。（4）外形尺寸外形尺寸。指总长、总宽、总高。指总长、总宽、总高零部件编号零部件编号：按要求对各个零件正确编号，既不能重复也不能遗漏。按要求对各个零件正确编号，既不能重复也不能遗漏。各视图中的编号均按顺时针或逆时针方向排列整齐。各视图中的编号均按顺时针或逆时针方向排列整齐。零件明细表和标题栏零件明细表和标题栏：零件明细表和标题栏必须符合标准零件明细表和标题栏必须符合标准。明细表中的内容。明细表中的内容应与零部件编号对
47、应，由下向上填写，应与零部件编号对应，由下向上填写，五、绘制零件工作图五、绘制零件工作图应包括制造和检验零件所需的全部内容。包括：图形、应包括制造和检验零件所需的全部内容。包括：图形、尺寸及其公差、表面粗糙度、形位公差、材料和热处尺寸及其公差、表面粗糙度、形位公差、材料和热处理说明、技术要求、标题栏等。理说明、技术要求、标题栏等。1.1.二级减速器的装配图二级减速器的装配图四、装配图四、装配图四、装配图四、装配图2.2.一级减速器的装配图一级减速器的装配图1 1、箱座的零件图、箱座的零件图2 2、齿轮零件图、齿轮零件图1 1）视图）视图 齿轮类零件一般选取齿轮类零件一般选取1 12 2个视图，
48、侧视图可只画主视图表达不清的个视图，侧视图可只画主视图表达不清的键槽和孔。键槽和孔。2 2）尺寸标准）尺寸标准 包括圆、宽度和键槽三部分。包括圆、宽度和键槽三部分。3 3）啮合特性表）啮合特性表 齿轮类零件的主要参数和误差检验项目应在齿轮（蜗轮）啮合特性齿轮类零件的主要参数和误差检验项目应在齿轮（蜗轮）啮合特性表中列出。啮合特性表一般布置在图幅的右上角。齿轮（蜗轮）的精表中列出。啮合特性表一般布置在图幅的右上角。齿轮（蜗轮）的精度等级和相应的误差检验项目的极限偏差或公差取值见第六章。度等级和相应的误差检验项目的极限偏差或公差取值见第六章。4 4）技术要求）技术要求 1 1）对毛坯的要求：如铸件
49、不允许有缺陷，锻件毛坯不允许有氢化）对毛坯的要求：如铸件不允许有缺陷，锻件毛坯不允许有氢化皮及毛刺。皮及毛刺。2 2）对材料化学成分和力学性能的要求，允许使用的代用材料。）对材料化学成分和力学性能的要求，允许使用的代用材料。3 3）零件整体和表面处理的要求：如热处理方法、热处理后的硬度、）零件整体和表面处理的要求：如热处理方法、热处理后的硬度、渗碳渗碳/渗氮要求及淬火深度。渗氮要求及淬火深度。4 4）未注倒角、圆角半径、斜度等的说明。）未注倒角、圆角半径、斜度等的说明。5 5）其他特殊要求：如修形或对高速齿轮的动平衡试验等。）其他特殊要求：如修形或对高速齿轮的动平衡试验等。齿轮零件图示例齿轮零
50、件图示例1 1）视图选择）视图选择 轴的结构可用一个视图加若干断面。轴的结构可用一个视图加若干断面。2 2）尺寸标注）尺寸标注 满足加工、检验、装配要求。满足加工、检验、装配要求。注意：基准面，加工过程，尺寸链不封闭。注意：基准面，加工过程，尺寸链不封闭。3 3）形位公差）形位公差 重点是轴颈和轴头部分。重点是轴颈和轴头部分。4 4）表面粗糙度）表面粗糙度5 5）技术要求）技术要求 轴类零件的技术要求包括：轴类零件的技术要求包括：1 1）对材料化学成分和力学性能的要求，允许使用的代用材料。）对材料化学成分和力学性能的要求，允许使用的代用材料。2 2）热处理方法和要求：如热处理后的硬度、渗碳）热